Pracovní princip a strukturální analýza motorového kola

1. Co je to motorové kolo?

Motorové kolo , běžně známý jako motorové kolo nebo motor rozbočovače v čínštině, je hnací systém, který přímo instaluje elektrický motor do středu kola. Je odlišný od způsobu, jakým tradiční vozidla přenášejí výkon na kola prostřednictvím složitých mechanických struktur, jako jsou motory, převodovky, hnací hřídele a diferenciály, ale umožňuje motoru přímo řídit rotaci kol.

Tento design může ušetřit mnoho mechanických přenosových dílů, usnadnit a kompaktní strukturu vozidla, snížit hmotnost celého vozidla, snížit mechanické ztráty a zlepšit celkovou účinnost přenosu. Současně je tato technologie zvláště vhodná pro lehká a střední vozidla, jako jsou elektrická kola, elektrická motocykly a elektrická vozidla, a podporuje inovace a aplikaci nové technologie energetických vozidel.

2. pracovní princip motorového kola
Přeměna elektrické energie na mechanickou energii
Motor na motorovém kola je obvykle bezhrubě DC motor (BLDC) nebo permanentní magnetický synchronní motor (PMSM). Když baterie dodává napájení motoru prostřednictvím elektronického řídicího systému, protéká proud vinutím statoru a generuje rotující magnetické pole. Toto magnetické pole interaguje s permanentními magnety na rotoru a vytváří mechanický točivý moment.
Interakce mezi magnetickým polem a rotorem
Rotor je obvykle vyroben z vysoce pevného permanentního magnetického materiálu a nainstalován ve středu osy kola. Když rotující magnetické pole generované vinutím statoru působí na rotoru, rotor bude přitahován magnetickou silou a otáčí se s ním, čímž se otáčí kolo a otáčí se. Tento proces je velmi efektivní, protože motor přímo řídí kolo a vyhýbá se ztrátě energie při tradičním mechanickém přenosu.
Točivý moment přímo řídí kolo
Tradiční vozidla musí přenášet energii prostřednictvím více mechanismů, jako jsou hnací hřídele a převodovky, které mají mechanické tření a ztráty účinnosti. Konstrukce motorového kola přímo instaluje motor uvnitř kola a točivý moment motoru je přímo přeměněn na rotační výkon kola, což výrazně zlepšuje účinnost přenosu výkonu a rychlost odezvy.
Řídicí systém nastavuje rychlost a točivý moment
Motorový ovladač upravuje amplitudu a frekvenci napájecího proudu v reálném čase podle požadavků na zrychlení a zpomalení vozidla. Přesně ovládáním rychlosti a točivého momentu motoru je zaručeno hladký start, zrychlení a brzdění vozidla. Současně lze dosáhnout regenerativního brzdění a brzdová energie může být přiváděna zpět do baterie, aby se zlepšila vytrvalost.

3. Struktura motorového kola
Rotor
Rotor je rotující část motoru, obvykle vyrobená z vysoce výkonných permanentních magnetických materiálů, jako je neodymium železné borony. Tyto permanentní magnety produkují stabilní a silné magnetické pole, které je klíčem k tvorbě točivého momentu motoru. Rotor je připevněn k ose kola a otáčí se pohonem motoru a přímo řídí kolo, aby se otáčel.
Stator
Stator je pevná část nainstalovaná uvnitř náboje kola. Stator se skládá z železného jádra a klikaté cívky. Po zapnutí napájení generuje vinutí statoru rotující magnetické pole, které interaguje s magnetickým polem rotoru za vzniku hnací síly. Konstrukce statoru vyžaduje přesnost a vinutí jsou rovnoměrně uspořádána, aby byla zajištěna stabilní a efektivní magnetické pole.
Ložiskový systém
Ložiska jsou klíčové mechanické komponenty, které podporují normální rotaci rotoru a kol. Vysoce kvalitní ložiska mohou snížit tření, zajistit stabilní provoz rotoru a náboje a odolat axiálním a radiálním silám generovaným vozidlem během řízení, což zajišťuje trvanlivost a spolehlivost pohonného systému.
Hub
Hub nese nejen komponenty motoru, ale také nese mechanické zatížení kola. Je to základní struktura pro instalaci pneumatik. Rozbočovač musí mít dobrou mechanickou pevnost a odolnost proti korozi a také poskytnout účinný kanál disipace tepla pro motor, aby se zabránilo přehřátí motoru.
Senzory a řídicí jednotky
Aby bylo dosaženo přesného ovládání, je motorové kolo vybaveno snímači polohy (jako jsou senzory efektu Hall) a teplotními senzory. Senzor polohy se používá k detekci úhlu a rychlosti rotoru v reálném čase a jeho krmení zpět do řadiče motoru, který odpovídajícím způsobem upravuje proudovou fázi a amplitudu, aby bylo dosaženo přesné regulace rychlosti. Teplotní senzor chrání motor před přehřátím a poškozením.

4. Výhody motorového kola

Kompaktní struktura a úsporu prostoru: Systém komplexního přenosu je eliminován, motor a kolo jsou kombinovány do jednoho a objem celého vozidla je snížen.

Snížení ztráty mechanického přenosu a zlepšení účinnosti: tření a ztráta energie jsou sníženy odstraněním přechodných spojení, jako jsou přenosové řetězce a ozubená kola.

Jednoduchá údržba, není třeba mazat řetězy nebo ozubené kola: Snižte náklady na opotřebení a údržbu mechanických částí.

Rychlá odezva a přímý přenos energie: Krátká zrychlení a doba reakce na brzdění, citlivější zážitek z jízdy.

Snadné dosažení inteligentní kontroly a regenerativní brzdění: Efektivní řízení energie je dosaženo pomocí elektronických kontrolních systémů pro zlepšení vytrvalostního výkonu.

5. Oblasti aplikace
Motorové kolo se široce používá v:
Elektrická kola a elektrické motocykly: Světlo, snadno se instaluje, vysoká účinnost a zlepšení zážitku z krátkodobého cestování ve městech.

Elektrická vozidla: zejména městská mikro vozidla, zjednodušuje strukturu a zlepšuje odezvu na energii.
Průmyslová automatizační zařízení: Malé roboty, AGV (automatická řízená vozidla) a další pole, protože jsou efektivní a kompaktní.

Inteligentní mobilní zařízení: například elektrické skútry, elektrické invalidní vozíky atd., Snadno se integrují a ovládají.